ホットエンドの金属バレル部分を冷やすファンの回転数を制御するために、秋月電子通商で売っているPWM DCモーター速度可変キットを買い組み立てました。そしてそれを入れるケースも作ってみました。
ホットエンドのバレル部分のファンを速度制御したい
ホットエンドの金属バレル部分を冷却するために30mm角ファンを取付けているのだけど、ちょっと回転速度が速すぎるのが気になっていたんです。必要以上に冷却しているんじゃないかと。プリント速度を早くすると、フィラメントをより短い時間で溶かさなければならないし、細かい所をプリントする時に、フィラメントを出したり止めたりという動作が続いた後などフィラメントの出が悪いような気がします。これはバレル部分を冷やしすぎていて加熱しているホットエンドに入ったフィラメントの加熱に時間がかかってるからじゃないかと思ったのです。
それと理由がもう一つ。それはABSのフィラメントを使って3dプリントしてみたいと思ったからです。ABSはPLAに比べてホットエンドの温度設定を高くしなければいけないのだけど、今のファンの回転速度だと200℃以上にするのはちょっと辛いところがあります。
秋月電子のシンプルで手頃なPWMキット
ファンの回転数を制御するには単純に可変抵抗などで電圧を変えてやれば出来るのだけど、それだと効率が悪く熱も発生します。そこで今回はPWM制御が出来るものを探しました。
ネットで探すとPWM用の回路図なども載っていて丁寧に解説してくれているサイトもあるのだけど、秋月電子で組立が手軽で値段も手頃なキットが販売されていたので購入しました。
買ったのは秋月電子通商の「555タイマーIC使用 ＰＷＭ（スイッチング方式）ＤＣモーター速度可変キット」。税込500円です。555タイマーICを使ってコンデンサと抵抗で出力パルスを制御するものです。
仕様は以下の通りです。
■電源電圧範囲
・ＰＷＭ回路用：5V～15V
・モーター用 ：1V～50V
■出力パルス
・周波数 ：約10kHz
・可変範囲：約2％～約99％
■対応モーター
・DCブラシモーター
・最大電流3A以下のもの
部品は抵抗やダイオード、コンデンサ、ICなど16個しかありません。説明書の組立手順の通りに作っていき、30分位で完成しました。ATX電源からPWM回路用の5Vとファン用の12Vを取り、出力側にバレル冷却用のファンを接続しました。電源を入れると何の問題も無く動き、回転速度も半固定抵抗器で変えることが出来ました。
・ＰＷＭ（スイッチング方式）ＤＣモーター速度可変キット – 秋月電子通商
PWM回路用のケースを作成
完成して電源とファンに接続したこのPWM回路をそのまま置いておくのもなんなので、回路を入れるケースを作成することにしました。
PWMの基板にはM3のボルトを通せる穴が四隅に空いています。基板の大きさやその穴の位置、半固定抵抗器の位置などを測ってケースの大きさを決めます。そしてOpenSCADでせっせと作っていきました。トランジスタを使っているの多少熱が発生すると思いケースの側面にいくつも穴を開けています。ちなみに説明書には2Aまでならトランジスタに放熱板はいらないということです。蓋は上面に嵌め込むようにしました。
・OpenSCAD
文字を入れるために123D Designを使う
蓋にも空気穴を開けようと思ったのだけど、丸を開けるだけではつまらないので今回は「PWM」の文字を切り抜いてみました。
いつも使っているCADソフトのOpneSCADでは文字を使うことが出来ないので、蓋は最近気になっていたAUTODESKの”123D Design”を使ってみました。（もしかしたらOpenSCADでも文字を使うことが出来るのかもしれません。）
下調べとしてYOUTUBEで123D Designの動画を見てから開始です。結構直感的に操作が出来て、元Googleで現在はTrimbleの”SketchUp”に操作は似ているけれど、123D Designの方が使い易そうです。直方体を2つ作って、そこから文字と穴を切り取り、エクスポートでSTLファイルを出力すれば出来上がりです。
ただしココで問題が。出力したSTLファイルをSlic3rで読み込んでみると、どうも余計なゴミみたいなのが付いているんです。どうしたものかといろいろやってみたところ、123D DesignでSTLファイルを開き(123dxファイルでは無い)、もう一度エクスポートでSTLファイルに出力し直したらきちんとした形になりました。
フタをプリントしてケースにPWM回路を取付けて完成です。弱冠蓋が緩かったけどまあ良いとしよう。
・123D Design – AUTODESK
・SketchUp – Trimble
今年もブログ「3Dプリンター作る！」をよろしく
文末になりましたが、明けましておめでとうございます。どうぞ今年もこのブログ「3Dプリンター作る！」を宜しくお願い致します。
3Dプリンターでプリントしたものの紹介や、3dプリンターで困ったこと、改良したり調べたりしたことなどをブログに定期的に書いていければ良いなと思っています。
そして今年は二台目の3dプリンターを自作しようと計画していますので、その様子もアップしてしたいと考えています。DELTA型の3dプリンターを作りたいなぁ～。
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